Service.
286
Nuevos sistemas de CAN-Bus LIN, MOST, BluetoothTM
Programa autodidctico 286
Slo para el uso interno
Las exigencias de contar cada vez con una mayor cantidad de funciones y un creciente confort de manejo en el vehculo siempre viene acompaada de una creciente participacin electrnica.
Mientras que a la fecha de presentacin del primer Audi A8 en el ao 1994 resultaba todava suciente un mximo de 15 uni-dades de control para realizar todas las funciones del vehculo, en el Audi A8 03 se multiplicar su nmero por el factor cinco.
Las crecientes aplicaciones electrnicas han exigido que se recor-ran nuevos caminos, tambin para la transmisin de datos entre las diferentes unidades de control.
La implantacin del CAN-Bus de datos en Audi a mediados de la dcada de los noventa ha sido un primer paso importante a este respecto.Sin embargo, este sistema alcanza sus lmites, sobre todo en el sector del infotenimiento con las velocidades de transmisin que ste requiere. Por ese motivo, solamente los sistemas de transmi-sin que cumplen con los requisitos planteados vienen a ser aqu una solucin adecuada. Tambin las reas de Servicio y diagnosis se vern beneciadas con este desarrollo ms avanzado.
Enverg
adura d
e la
interc
onexi
n en r
ed
Cantidad
de unidade
s de contr
ol
3ndice
Introduccin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
LIN-Bus - El bus de datos monoalmbrico
Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Transmisin de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Mensajes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Diagnosis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
MOST-Bus - El bus de datos optoelectrnico
Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Estructura de las unidades de control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Conductor optoelectrnico (LWL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Amortiguacin en el bus optoelectrnico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Estructura anular del MOST-Bus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Estados operativos del sistema de MOST-Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Encuadre de mensajes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Desarrollos de funciones en el MOST-Bus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Diagnosis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
BluetoothTM - El bus de datos inalmbrico
Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Diagnosis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Bus de diagnosis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
AtencinNotaNuevo
El programa autodidctico le informa sobre diseos y funcionamientos.
El programa autodidctico no es manual de reparaciones.Los datos proporcionados se entienden slo para facilitar la comprensin y estn referidos al estado de software vlido a la fecha de redaccin del SSP.
Para trabajos de mantenimiento y reparacin hay que recurrir indefectiblemente a la documentacin tcnica de actualidad.
Pgina
4Introduccin
Topologa
Basndose en la interconexin habida hasta ahora, la gran cantidad de unidades de control y sus funciones asignadas, as como la creciente cantidad de datos que se intercam-bian exigen una versin ms desarrollada de la tecnologa de transmisin.
Al CAN-Bus que ya conocemos se aaden:
el LIN-Bus (bus monoalmbrico) el MOST-Bus (bus optoelectrnico) el BluetoothTM-Bus inalmbrico.
Guardadistancias
Terminal para diagnsticos ABS/ESP
Electrnicadel cambio
Electrnicade motor
Electrnica del techo
Aparcamiento asistido
Calefaccindel parabrisas
Climatizador
Turbina de aireTecho corredizo/deector
5CAN Traccin
CAN Cuadro de instrumentos
CAN Guardadistancias
CAN Diagnosis
CAN Confort
LIN-Bus
MOST-Bus optoelectrnico
SSP286_001
Navegacin Amplicador
Receptor de TV
Lector de tarjetas
Unidad de control p. informacin,
delante
Telemtica
Auricular selectorTelfono
BluetoothTM
Interfaz de diagnosispara bus de datos J533
(gateway)
6LOCAL INTERCONNECT NETWORK
Introduccin
LIN es la abreviatura de Local InterconnectNetwork.
Local Interconnect signica aqu, que todas las unidades de control estn localizadas en una zona limitada (p. ej. en el techo). Tambin se le da el nombre de subsistema local.
El intercambio de datos entre los diferentes sistemas de LIN-Bus en un vehculo se realiza respectivamente por medio de una unidad de control a travs del CAN-Bus de datos.
En el caso del LIN-Bus se trata de un bus monoalmbrico. El cable tiene el color bsico violeta y un color de identicacin. La seccin del conductor es de 0,35 mm2. No requiere apantallado.
LIN-Bus
El sistema permite el intercambio de datos entre una unidad de control LIN maestra y hasta 16 unidades de control LIN esclavas.
SSP286_014
LIN maestra 1Unidad de control para climatizador LIN esclava 1
Calefaccin del parabrisas
LIN esclava 3Calefactor adicio-nal PTC derecho
LIN esclava 4Calefactor adicional PTC izquierdo
LIN esclava 2Turbina de aire fresco
LIN maestra 2Mdulo del techo, delante
Mdulo del techoLIN esclava 1Motor del techo corredizo
Climatizador
7Unidad de control LIN maestra
La unidad de control que va conectada al CAN-Bus es la que ejecuta las funciones de maestra en el LIN-Bus.
Funciones asignadas
Controla la transmisin de datos y su velocidad.La unidad de control LIN maestra trans-mite el encabezamiento del mensaje (header, ver pgina 12).
En el software se dene un ciclo, segn el cual se han de transmitir mensajes al LIN-Bus y se especica cules.
Asume la funcin de traduccin entre las unidades de control LIN abonadas al sistema del LIN-Bus local y el CAN-Bus de datos. De esa forma es la nica unidad de control del LIN-Bus que va conectada a su vez al CAN-Bus.
La diagnosis de las unidades de control LIN esclavas que lleva conectadas se realiza a travs de la unidad de control LIN maestra.
SSP286_017
Terminal para diagnsticos
Interfaz para diagnosisdel bus de datos (gateway)
LIN maestra
LIN esclava 2
LIN esclava 1
CAN Diagnosis
8M
t
M
t
Los actuadores en el LIN-Bus son grupos componentes electrnicos o electromecni-cos inteligentes, a los que se les pasan sus instrucciones en forma de las seales de datos LIN procedentes de la unidad de con-trol LIN maestra. A travs de sensores integra-dos se puede consultar el estado operativo efectivo de los actuadores a travs de la UCE LIN maestra, de modo que sea posible efec-tuar la comparacin de los estados terico y efectivo.
En un sistema de bus de datos LIN pueden fungir como unidades de control LIN esclavas las unidades de control especcas, p. ej. la de la turbina de aire fresco o tambin pueden fungir como tales los sensores y actuadores, p. ej. el sensor inclinomtrico o bien el sonorizador DWA.
Los sensores llevan integrada una parte elec-trnica que analiza los valores medidos.La transmisin de estos valores se realiza entonces a travs del LIN-Bus en forma de seales digitalizadas.
Para varios sensores y actuadores se necesita un solo pin en la hembrilla de la LIN maestra.
LIN-Bus
Los sensores y actuadores solamente reaccionan si la unidad de control LIN maestra ha transmitido un encabeza-miento.
LIN esclava
Sensores
Actuadores
LIN maestra
SSP286_070
Unidades de control LIN esclavas
92V/Div.= 0,5ms/Div.
T
Transmisin de datos
La velocidad de transmisin es de 1 - 20 kbit/s y viene determinada en el software de las uni-dades de control LIN. Equivale como mximo a una quinta parte de la velocidad de transmi-sin de los datos en el CAN Confort.
Seal
Nivel recesivo
Si a travs del LIN-Bus no se transmite ningn mensaje o se transmite un bit recesivo, el cable del bus tiene aplicada una tensin equi-valente prcticamente a la de batera.
Nivel dominante
Para transmitir un bit dominante sobre el LIN-Bus, un transceptor en la unidad de control que efecta la transmisin conecta el cable del bus de datos a masa.
Debido a las diferentes versiones de los transceptores en las unidades de control puede haber diferencias maniestas en los niveles dominantes.
SSP286_061
mxima20 kbit/s
SSP286_071
Nivel recesivo
Nivel dominante
10
2V/Div.= 0,5ms
T
2V/Div.= 0,5ms
ms/Div.
T
ms/Div.
Seguridad de transmisin
Con la determinacin de las tolerancias para la transmisin y recepcin en la gama de los niveles recesivo y dominante se tiene dada una transmisin estable.
LIN-Bus
Para poder recibir seales vlidas a pesar de existir interferencias parsitas se han con-gurado ms extensas las gamas de tensiones admisibles por el lado de la recepcin.
SSP286_016
80 %
20 %
SSP286_022
60 %
40 %
Ubat.
Urecesiva mn.
Udominante mx.
Borne 31
Gama de tensiones transmisin
Ubat.
Urecesiva mn.
Udominante mx.
Borne 31
Gama de tensiones recepcin
11
2V/Div.= 0,5ms/Div.
T
Mensaje con mandato de maestro
Por medio del identicador en el encabeza-miento, la unidad de control LIN maestra exhorta a las correspondientes unidades de control LIN esclavas a que utilicen los datos contenidos en la respuesta.
La respuesta es transmitida en este caso por la unidad de control LIN maestra.
Mensajes
Encabezamiento del mensaje(header, ver pgina 12)Transmisor: UCE LIN maestra
Contenido del mensaje(respuesta, ver pgina 13)Transmisor: UCE LIN maestra o UCE LIN esclava
SSP286_072
Mensaje con respuesta de esclava
La unidad de control LIN maestra exhorta en el encabezamiento a una unidad de control LIN esclava a que transmita informacin, p. ej. sobre condiciones de conmutadores o valores de medicin.
La unidad de control LIN esclava transmite la respuesta correspondiente.
12
T
0,2ms/Div.2V/Div.=
El campo de sincronizacin (synch eld) est compuesto por la cadena binaria 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1. Con esta secuencia de bits se pueden ajustar (sincronizar) todas las uni-dades de control LIN esclavas al ritmo del sistema de la unidad de control LIN maestra.
La sincronizacin de todas las unidades de control resulta necesaria para disponer de un intercambio de datos exento de errores. Si se pierde la sincronizacin, los valores de los bits seran implantados en un sitio incorrecto del mensaje en el receptor, producindose errores en la transmisin de los datos.
El campo del identicador tiene una longitud de 8 tiempos por bit. En los primeros 6 bits est contenida la identicacin del mensaje y el nmero de campos de datos (ver pgina 14) que componen la respuesta.El nmero de campos de datos en la respue-sta puede ser de entre 0 y 8.
Los dos ltimos bits reciben la suma de veri-cacin de los 6 primeros bits, para la detec-cin de errores de transmisin. La suma de vericacin se necesita para evitar que se produzcan asignaciones a mensajes equivo-cados al haber errores de transmisin del identicador.
El encabezamiento es transmitido de forma cclica por la unidad de control LIN maestra.Se divide en cuatro campos:
Pausa de sincronizacin Limitacin de la sincronizacin Campo de sincronizacin Campo del identicador
La pausa de sincronizacin (synch break) tiene una longitud mnima de 13 tiempos por bit. Se transmite con nivel dominante.
Resulta necesaria la longitud de 13 bit para indicar de forma inequvoca el comienzo de un mensaje a todas las unidades de control LIN esclavas.
En las dems partes del mensaje se transiten como mximo 9 bits dominantes consecut-ivos.
La limitacin de la sincronizacin (synch delimiter) tiene una longitud mnima de 1 bit y es recesiva ( Ubat.).
LIN-Bus
Encabezamiento del mensaje (header)
SSP286_073
Pausa de sincronizacin
Campo de sincronizacin
Limitacin de lasincronizacin Campo del identicador
13
Contenido del mensaje (respuesta)
En el caso de un mensaje con respuesta de esclava, una unidad de control LIN esclava agrega informacin a la respuesta obede-ciendo a lo especicado en el identicador.
Ejemplo:
LIN maestraPanel de mandos e indicacinpara climatizador
Consulta de velocidadde la turbina de aire LIN esclava 2:
La turbina de aire frescoinforma sobre su rgimen efectivo
En un mensaje con solicitud de datos por parte de la UCE LIN maestra, sta ltima es la que agrega la respuesta.
LIN maestraPanel de mandos e indicacin para climatizador
LIN esclava 2:La turbina de aire fresco aumenta el rgimen a200 1/min
LIN esclava 1:Calefaccin del parabrisas
LIN esclava 1:Calefaccin del parabrisas
SSP286_062
SSP286_026
Rgimen = 150 1/min
Rgimen = 200 1/min
Poner el rgimen dela turbina de aire
En funcin de lo especicado en el identica-dor, las unidades de control LIN esclavas pro-cesan los datos y los utilizan para la ejecucin de funciones.
Ejemplo:
14
2V/Div.= 2ms/Div.
T
2V/Div.=
T
0,5ms/Div.
Para reducir la cantidad de versiones de la unidad de control LIN maestra, sta transmite sobre el LIN-Bus los encabezamientos destinados a las unidades de control de un vehculo con equipamiento completo.
Por la ausencia de unidades de control para equipamientos opcionales aparecen en la imagen del osciloscopio encabezamientos sin respuestas.
Esto no inuye sobre el funcionamiento del sistema.
La respuesta consta de 1 a 8 campos de datos (data elds). Un campo de datos consta de 10 bits. Cada campo de datos est compuesto por un bit de arranque dominante, un byte de datos que contiene la informacin y un bit de parada. Los bits de arranque y parada se utili-zan para la resincronizacin y, por tanto, para evitar errores de transmisin.
LIN-Bus
Orden de los mensajes
Siguiendo el orden especicado en su soft-ware, la unidad de control LIN maestra trans-mite cclicamente sobre el LIN-Bus los encabezamientos y, al tratarse de mensajes maestros, incluye las respuestas.
La informacin que se necesita con mayor frecuencia se transmite tambin ms frecuentemente.
El orden de los mensajes puede variar en funcin de las condiciones dadas en el entorno de la unidad de control LIN maestra.
Ejemplos de condiciones del entorno:
Encendido ON/OFF Diagnosis activa/inactiva Luz de poblacin ON/OFF
Respuesta
recesivo
Mensaje de maestro
dominante
Encabezamiento sinrespuesta
Mensaje de esclavo(reconocible aqu por diferentes
niveles dominantes)
SSP286_074
SSP286_075
15
De esta forma, por ejemplo, no es posible desbloquear las puertas a travs del LIN-Bus.
Estos nexos permiten incorporar unidades de control LIN esclavas en la zona exterior del vehculo (p. ej. la unidad de control para el abrepuerta del garaje, situada en el paragol-pes delantero).
La transmisin de datos en el sistema de bus LIN nicamente se lleva a cabo si la unidad de control LIN maestra transmite un encabeza-miento con un identicador correspondiente.
Las posibles manipulaciones en un cable LIN situado fuera de la lmina exterior del veh-culo se imposibilitan a base de que la unidad de control LIN maestra efecte una verica-cin completa de todos los mensajes. La unidad de control LIN esclava slo puede responder.
SSP286_065
Cerradurade puerta
UCE de puerta
Proteccin antirrobo
No se entienden losdatos del PC porttil
Manipulacin
PC porttil
Unidad de control paraabrepuerta de garaje
Unidad decontrol 2 parared de a bordo
16
LIN-Bus
Diagnosis
La diagnosis de los sistemas de LIN-Bus se realizan a travs del cdigo de direccin correspondiente a la unidad de control LIN maestra.
La transmisin de los datos de diagnosis por parte de las unidades de control LIN esclavas hacia la UCE LIN maestra se efecta a travs del LIN-Bus.
En las unidades de control LIN esclavas son ejecutables todas las funciones de auto-diagnosis.
Punto de la avera Texto de la avera Causa de la inscripcin de avera
Unidad de control LIN esclava, p. ej. regulador
de turbina de aire
sin seal/sin comunicacin
Interrupcin de la transmisin de datos de la unidad de control LIN
esclava sobre un perodo de tiempo denido en el software de la UCE LIN
maestra.
- Interrupcin de cable o cortocircuito- Alimentacin de tensin defectuosa para la unidad de control LIN esclava- Versin incorrecta LIN esclava o LIN maestra- Unidad de control LIN esclava averiada
Unidad de control LIN esclava, p. ej. regulador
de la turbina de aire
Seal no plausible
Error en la suma de vericacin.Transmisin incompleta de los
mensajes.
- Interferencias electromagnticas en el cable LIN- Alteraciones de capacidad y resistencia en el cable LIN (p. ej. por humedad/suciedad en la carcasa de conexin)- Problema de software (versiones incorrectas de las piezas)
17
Media Oriented Systems Transport
R
El trmino Media Oriented Systems Transport representa una red con transporte de datos de orientacin medial. Esto, en contraste con el CAN-Bus de datos, signica que se transmiten mensajes direccionados hacia un destinatario especco.
Esta tcnica se implanta en vehculos Audi para la transmisin de datos en el sistema de info-tenimiento.
El sistema de infotenimiento ofrece una gran cantidad de medios vanguardistas destinados a informacin y entretenimiento (ver sinptico).
Introduccin
Aparte de los conocidos sistemas de CAN-Bus se implanta por primera vez en el Audi A8 03 un sistema de bus optoelectrnico para la transmisin de datos.
La denominacin de este sistema de bus de datos surgi por la Media Oriented Systems Transport (MOST) Cooperation. A esta enti-dad se han asociado diversos fabricantes de automviles, sus proveedores y empresas productoras de software, con objeto de llevar a la prctica un sistema unitario para la trans-misin rpida de datos.
SSP286_008
MOST-Bus
DVD - vdeo
Recepcin de TV
Minidisco/CD de audio
InternetCorreo electrnico (e-mail)
TelfonoTelemtica
DAB - radio digital
Navegacin CD/DVD
Unidad central de mandos e indicacin
18
MOST-Bus
Velocidades de transmisin de los medios
Navegacin
Telfono (GSM)
Vdeo (MPEG)
Vdeo reducido (MPEG)
Fuente de audio 1 (estereofnica),p. ej. a travs de auriculares traseros derechosFuente de audio 2 (estereofnica),p. ej. a travs de auriculares traseros izquierdosFuente de audio 3 (sonido surround),p. ej. a travs de sistema digital de sonido
Libre
2,2 Mbit/s
4,4 Mbit/s
1,54 Mbit/s1,54 Mbit/s
0,43 Mbit/s
5,94 Mbit/s
SSP286_010
4,4 Mbit/s1,54 Mbit/s
Para la realizacin de un complejo sistema de infotenimiento resulta adecuada la transmi-sin optoelectrnica de los datos, porque con los sistemas de CAN-Bus que han venido empleando hasta ahora no se pueden transmi-tir los datos con la suciente rapidez y, por tanto, tampoco en las cantidades correspon-dientemente necesarias.
Debido a las aplicaciones de vdeo y audio se necesitan velocidades de transmisin del orden de muchos Mbit/s.
La sola transmisin de una seal digitalizada de TV con sonido estereofnico ya requiere una velocidad de unos 6 Mbit/s.
El MOST-Bus permite transmitir21,2 Mbit/s.
19
Con ayuda del MOST-Bus optoelectrnico se establece el intercambio de datos en forma digitalizada entre los componentes partici-pantes.
La transmisin de datos con ayuda de ondas luminosas, aparte de suponer una menor can-tidad de cables y un menor peso, permite tra-bajar con una velocidad de transmisin sustancialmente mayor.
Hasta ahora, la informacin de esta ndole, por ejemplo de vdeo y sonido, slo se poda trans-mitir en forma de seales analgicas. Esto requera una mayor cantidad de conductores en el mazo de cables.
La velocidad de transmisin de datos de los sistemas de CAN-Bus est limitada a 1 Mbit/s como mximo. Debido a ello slo era posible transmitir las seales de control a travs de los sistemas de CAN-Bus.
SSP286_002
SSP286_003
CAN
En comparacin con las ondas de radio, las ondas luminosas tienen longitudes muy cortas, no generan ondas electromagnticas parsitas y son a su vez insensibles a stas.
Estos nexos permiten una alta velocidad de transmisin de los datos y un alto nivel de seguridad contra fallos e interferencias.
Receptor TV
Sonido
Vdeo
Receptor de TV
Sistema de sonido
Pantalla
Unidad de mandos
20
Alimentacin de tensin interna en el apa-rato
La tensin alimentada a la unidad de con-trol a travs del conector elctrico es repartida por la alimentacin interna del aparato hacia los componentes. Esto per-mite desactivar componentes especcos en la unidad de control para reducir la absorcin de corriente en reposo.
Componentes de las unidades de control en el MOST-Bus
Conector ptico para conductor optoelec-trnico (LWL)
A travs de este conector pasan las sea-les de luz hacia la unidad de control o bien las seales luminosas generadas pasan hacia el siguiente abonado del bus.
Conector elctrico
La alimentacin de tensin, la diagnosis de fractura del anillo (ver a partir de la pgina 41) y las seales de entrada y salida se establecen a travs de este conector.
MOST-Bus
SSP286_011
Estructura de las unidades de control
Microcontrolador standardTransceptor MOST
FotodiodoDiodo luminoso
Unidad de transmisin y recepcin Fiber Optical Transmitter (FOT)
Conductor optoelectrnico
Conectorptico
Alimentacin de tensininterna en el aparato
Conectorelctrico
Componentes especcos del aparato
Diagnosis
21
Microcontrolador standard (CPU)
El microcontrolador standard es la unidad central de procesos (CPU) en la unidad de control.Consta de un microprocesador que gestiona todas las funciones esenciales de la unidad de control.
Componentes especcos de aparatos
Estos componentes se encargan de eje-cutar funciones especcas de unidades de control, p. ej. unidad CD, receptor de radio.
Unidad de transmisin y recepcin Fiber Optical Transmitter (FOT)
Est compuesta por un fotodiodo y un diodo luminoso.Las seales luminosas recibidas son trans-formadas por el fotodiodo en seales de tensin, que se retransmiten hacia el tran-sceptor MOST. El diodo luminoso desem-pea la funcin de transformar las seales de tensin del transceptor MOST en sea-les luminosas.
Las ondas luminosas generadas tienen una longitud de 650 nm y son visibles en forma de luz roja.
Los datos se transmiten a base de modular las ondas luminosas.
Esta luz modulada es conducida a continu-acin a travs del conductor optoelectr-nico (LWL) hacia la siguiente unidad de control.
Transceptor MOST
El transceptor MOST consta de los compo-nentes transmisor y receptor.
El transmisor enva los mensajes en forma de seales de tensin hacia la FOT.
El receptor capta las seales de tensin de la FOT y retransmite los datos requeridos hacia el microcontrolador standard o uni-dad central de procesos (CPU) de la unida-des de control.
Los mensajes de otras unidades de control que no se necesitan pasan a travs del tran-sceptor sin transmitir datos a la CPU. Pasan sin modicacin hacia la siguiente unidad de control.
400 nm
650 nm
SSP286_004
SSP286_063
Ultra-violeta
Infra-rrojo
22
0 V
En el sentido inverso, el fotodiodo se conecta en serie con una resistencia.
Si aumenta la corriente a travs del fotodiodo a raz de una mayor radiacin luminosa, la cada de tensin aumenta en la resistencia. De ese modo se transforma la seal de luz en una seal de tensin.
R
0 A
0 V
0 A
0 VR
Fotodiodo
Asume la funcin de transformar las ondas luminosas en seales de tensin.
Estructura
El fotodiodo contiene una unin PN que se puede exponer a la luz. La capa barrera llega casi slo hasta la capa N, debido a la intensa impuricacin de la capa P.
En la capa P se encuentra un contacto es el nodo. La capa N est aplicada a la placa base de metal el ctodo.
Funcionamiento
Al penetrar luz o radiacin infrarroja en la unin PN, su energa constituye electrones libres y huecos. Estos generan la corriente a travs de la unin PN.
Esto signica, que cuanto mayor es la cantidad de luz que incide en el fotodiodo, tanto ms intensa es la corriente que uye a travs del fotodiodo.
Este fenmeno recibe el nombre de efecto fotoelctrico interno.
MOST-Bus
Escasa cantidad de luz
SSP286_005
SSP286_048
SSP286_006
Abundante cantidad de luz
Capa P
Anillo de contacto (nodo)
Radiacin de luz
Placa de metal(ctodo) Electrones
Capa N
Capa barrera(unin P-N)
23
K
Conductor optoelectrnico (LWL)
El conductor optoelectrnico (LWL) se encarga de que las ondas luminosas generadas en el transmisor de una unidad de control sean con-ducidas hacia el receptor de la otra unidad de control.
Para el desarrollo del LWL haba que tener en cuenta los siguientes criterios:
Las ondas luminosas se propagan de forma rectilnea. No se pueden doblar. Las ondas luminosas, sin embargo, tienen que ser conducidas a travs de un doblez en el LWL.
La distancia entre el transmisor y el recep-tor puede ser de varios metros amortigua-cin (ver pgina 27).
El LWL no debe sufrir daos por solicitacio-nes mecnicas, vibraciones, trabajos de montaje.
El funcionamiento del LWL debe estar dado al existir uctuaciones intensas de la tem-peratura en el vehculo.
Por ese motivo es preciso que el LWL posea las siguientes caractersticas para la transmisin de las seales luminosas:
El LWL debe conducir ondas luminosas con amortiguaciones mnimas.
Las ondas luminosas deben ser conducidas por zonas de dobleces del LWL.
El LWL debe ser exible.
Debe estar garantizado el funcionamiento del LWL dentro de un margen de tempera-turas desde 40 C hasta 85 C.
SSP286_020
Receptor
Transmisor
p. ej. amplicador
Transceptor
p. ej. unidad de control telemtica
Transmisor
Receptor
24
Estructura del conductor optoelectrnico
El conductor optoelectrnico (LWL) consta de varias capas.
El ncleo es la parte principal de un conduc-tor optoelectrnico. Consta de polimetilme-tacrilato y constituye el conductor de luz propiamente dicho. En ste se conduce la luz segn el principio de la reexin total y casi sin prdidas. La reexin total ser explicada con ms detalle ms adelante.
El recubrimiento pticamente transparente de un polmero uorado en torno al ncleo se necesita para conseguir la reexin total.
La camisa negra de poliamida protege el ncleo contra la penetracin de luz del ambiente exterior.
La camisa en color es para efectos de identi-cacin, para proteccin, contra daos mec-nicos y para proteccin contra efectos de temperatura.
MOST-Bus
SSP286_030
SSP286_031
0,98
1,0
1,5
2,3
Camisa en color Camisa negra
Recubrimiento reectante
Ncleo
25
Transmisin de las ondas luminosas en el LWL
LWL recto
El LWL conduce una parte de las ondas lumi-nosas de forma rectilnea a travs del ncleo.
La mayor parte de las ondas luminosas son conducidas por el LWL segn el principio de la reexin total en la supercie del ncleo, por lo que siguen una trayectoria de lneas en zigzag.
LWL curvado
Las ondas luminosas son reejadas por la reexin total en la supercie limtrofe hacia el recubrimiento del ncleo y conducidas as a travs de la curvatura.
Reexin total
Si un rayo de luz incide con un ngulo poco pronunciado sobre una capa limtrofe entre un material pticamente ms denso y uno pticamente menos denso, el rayo se reeja por completo, efectundose la reexin total.
El ncleo en el LWL es el material ptica-mente ms denso y el recubrimiento el pti-camente menos denso. De esa forma sucede la reexin total en el interior del ncleo.
Este efecto depende del ngulo en que inci-den las ondas luminosas por dentro contra la supercie limtrofe. Si este ngulo es demasiado pronunciado, las ondas luminosas salen del ncleo, producindose prdidas de mayor importancia.
Esta situacin viene dada si se procede a doblar demasiado intensamente o incluso a plegar el LWL.
El radio de dobladura del LWL no debe ser inferior a 25 mm.
SSP286_032
SSP286_034
SSP286_033
Reexin total
Radio > 25 mm
Radio < 25 mm
26
MOST-Bus
SSP286_035
SSP286_081
Conector
Para poder conectar los conductores opto-electrnicos a las unidades de control se emplean conectores pticos especiales.El conector hembra lleva una echa indicativa de la direccin de ujo de las seales, que representa la entrada (al receptor).
La carcasa del conector establece la conexin hacia la unidad de control.
La transmisin de la luz se realiza a travs de la supercie frontal del ncleo hacia el tran-sceptor en la unidad de control.
En la fabricacin del LWL se procede a jar manguitos nales de plstico, por soldadura lser, en la carcasa del conector o bien se engarzan manguitos nales de latn.
Supercie frontal ptica
Para establecer una transmisin lo ms exenta posible de prdidas es preciso que la supercie frontal del conductor optoelectr-nico sea:
lisa perpendicular y limpia.
Esto slo se puede alcanzar con ayuda de una herramienta de corte especial.
La presencia de suciedad y raspaduras en la supercie de corte implica un aumento de las prdidas (amortiguacin).
Conector hembra
Conductoroptoelectrnico
Supercies de contacto pticas
Flecha indicativa de la direccin de ujo de las seales
Carcasa de conector
Manguitos nalesBloqueo